DE898989C - Verfahren zur Beigabe von stahlbildenden und stahlverguetenden Metallen und/oder Metalloiden in das sich bei der aluminothermischen Umsetzung bildende Eisen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Beigabe von stahlbildenden und stahlvergütenden. Metallen und/oder Metalloiden in das sich bei der aluminothermischen Umsetzung bildende Eisen Das, bei. der aluminothermitsc heu Reaktion einer EIsen-Thermit-Miischunig, die im wesentlichen 2us Ei.senoxyduloxyd, AlumiuIumgreß und gekörntem Eisenschrott besteht, anfallende Eisen iiist nicht ohne weiteres für idie aluiminathermiische Sehweißiung, insbesondere Schienenschweißung, geeignet, weil idias ialuiminogenetiische Einsen siehr rein ist und idiemiziufol@ge nur geringe aufweist. Um Idas Thermitelsen dem Schienenmateriial anzupassen; imuß es. aauflegiert werden, wozu im (der Hauptsache idie bekannten stahlvergütendenietiaalle @und/oider Metialloide, wie z. B. Mangan, Silicium, Uanaadiium u. a., sowie Kohlen-Gtoff verwendet wenden. Die Anpassung des Thermi:tei.sens hinsicht.l,ich Zusammensetzung und Festiiigkeitseigmenschaften,anden zu verschweißenden Werkstoff, wie z. B. Eisenbahnschienen, ist: äni der letzten Zeit besonders darum von entscheidender Biedeiutung geworden, weil namentlich bei schon verlegten Gleisen fast ausschließlich die sogenannte S.chm,elziguß,schweißiung angewandt wird, die darin beisteht, idaß ieine Lücke voni etwa voi mm zwischen ,den zu verschweißenden Schienen übler dien ganzen Querschnitt vom Kopf über Steg b,s zum. Fuß der Schilernen mit: al-urninogenetiischem Einsen ausgefüllt wird. Dieses Verfahren stellt naturgemäß besonders hohe Anforderungen an die Güte des Thermiteisens, weil ein Teil der Fahrfläche nach dien Schweißen. :aus: :aluminogenetischem Strahl ,besteht.
• Dias Einibningen ,des: Stahlzusatzes, wie z. B. F,erroirnangan, Ferro:s!id,iciium, F.erro:vana,dium usw., geschieht im; (der Regel in ,der Weise, @daß nach dem Einfüllen der Thermitschweißmassie in: den Abstichtiegel, der über der die zu verschweißenden Schienen umgebenden Form angeordnet wind, die erfariderlichen Stahlousätze in mehr oder weniger feiner Körnung in einer Papiertüte dicht unter der Oberfläche ider Schweißmasse eingebracht werden. Nach :erfolgter Zündurig ,der Schweißmasse taucht der Stahlzusatz in das :entstehende aluminogenetischeEisen ein, wo er desoxydierend und aufle,gieTend wirkt. Die Gleichmäßigkeft des Einbringens ist Jedoch bei diesiem Verfahren nicht gewährleistet, weil (durch zufällige Nebenerscheinungen während ,der Reaktion der Stahlzusatz in unkontnolfierbiarer Weise verschieden lange Zeit mit :der anfallenden Tonerdeschlacke in Berührung kommt und mitunter sogar an die Wandlung dies Tiegels -gespült wird, wo er hafbembleübt und sich ,der Auflösung in rdem am Boden ,dies Tiegels sich ansammelnden Thenm;i:teisen entzieht. Dias Eisen wind ;also, von Fall zu Fall ungleichmäßig auflegiert, so, ,daß ,die Festigkeitseigenschaften recht großen Schwankungen unterworfen sind.
• Man hat andere Weg," beschritten, (um ein gleichmäßigeres, Einbringen- des Stablzusigtizes in das Thermiteisen zu erzielen. So kann man z. B. den gekörnten Stahlzusatz mit der Thermitmasee ver-,mischeni. Dieses Verfahren ist jiedoch Unwirtschaftlich, weil auch die Stafhlvusatzmetalde, wie Ferromung an, Ferro@sili:crium, ,und )insbesoüdere Ferrovantadium, sich mit an .dem Reduktionsvorgang beteiligen und hierbei zum erheblichen Teil verschlacken, so daß sie für ,das Auflegveren des Eisens verlorenigehen. Auch treten. hierbei ,die erwähntem, Unrrege:lmnäß.igkeiten bei der aIuminothermischen. Reaktion ebenfalls in; Erscheinung, so, daß der Stahlzusetz häufig eine unierwünscht lange Zeit mit der anfallendem feuerflüssigen Tomerideschd,acke in Berührung kommt, von ihr umhüllt wird und dadurch für ,dies Auflegieren .dies, Thenmitelsens verlonengeht.
• Ein anderer Weg besteht irr ,drein Einbringen des Stahlzusatzes in Fo:nm von, mit Eisen legierten ranalien, :die ebenfalls der Schweißmaisse unter-
• ,mischt wenden:. Diesies Verfahren hat gegenüber ,den vorher geschilderten wesentliche Vorzüge, je-,doch isst auchhierbei eine Berührung,des legierten Eis ens.chrotts ,mit ider Schlacke nicht zu vermeiden.
• Die als unerwünscht erkannte Berührung des Stahlzusatzes mit der beri der Reaktion anfallenden fruerflüsisngen Schlacke wind; in: bekannter Weise auch :dadurch vermieden, @daß die Mischung der feingekörnten Stahlzusätze auf den Boden des feuerfesten Reaktii:o,nistiegeilisi über (der verschlossenen Abstichöffnunig igelegt wind, worauf erst. die Thermi:tmasse eingefüllt wird. Nach erfolgter Zün dung der Oberfläche (der Schweißmasse sammelt sich :das entstehende Thermi.teisen arm Boden das Tiegels und löst allmählich den Stahlzusatz auf, während (die feuerflüssige, spezifisch leichtere Tonendejs-chl!acke, ohne mit id(em Stahlzusatz in Berührung zu kommen, sich ran oberen Teil des Reaktionstiegels abscheidet. Nasch beendeter Reaktion wird der Tiegel abgestochen, worauf Idas legti,e;nte @aduminogenetische Eisen in die den Schienenstoß umgebende Form einläuft.
• Wenn auch bei dieser Arbeitsweise eine Berührung des legierten Eisenschrottes mit der Schlacke vermieden wird, so wind aber rauch kein," gleichmäßige Aufl:egierung des aluminogenetis:chen Eisens mit Iden Stahlzusätzen erreicht, weil dös ,aus :dem Abstichtiiegel zuerst ausfließende alum:ino.-genebiische Essen stärker mit Stahlzusatz aufdegiert winde ,als am Ende der Abstichperio,de.
• Vorliegende Erdung betrifft ein vollkommen neues. und grundsätzlich vom; ,den: Usher angewandten unterscMectlicbes Verfahren: zur Beigabe von stahlbildenden und stahlvergütenden Metallen und/oder Metadlo,iiden im, ,das sich ,bei ider eIumino,-thenmiischen Umsietzung bildende Essen, änsbeson-(dene zur Schieuenschwei:ßunig. Es besteht darin, :daß diese MetaUe und/oder Meüaldo,i(de @in, einer Aussparung in-1 oberen Teil oder auf dem Boden, der :dien zu verschweißenden Werkstoff umgebenden Gießfoinm untergebracht wenden, so, daß nach dem Artstich ,des Reaktionstiegels ,das auslaufende aluminogenvetnsche Eisen ,such über ,den, Stahlousatz ergießt; ;ihn langsam auflöst und sich ran. der Gießform mit :dem aluminogenetischen Eisen innig mischt, wodurch (die Auflegierumg ,des Eisens erzielt wird.
• Zweckmäßig kann aber auch der Stiahlzusatz kurze Zeit vor ,dem Abstich ,des Reaktionstiegels in die den zu verschweißenden Schienenstoß umhüllende Form eingebracht werden. Diese Art dies Einbringers :ist ,besonders ,günstig, weil bei der aluminothermischen Schienensohweißung nach dem S,chm,dzgußverfahnen idie S ,ienenendien vor denn alum@imothenrx@ischen Verschweißen auf Temperaturen bis 750° vorgewärmt wenden. Wind einige-Miniruten: vor idiem Albstrich ,der Stahlzusatz auf dem Boden der Farm und um (die Schienenstöße gebracht, ,so wärmt er sich innerhalb kurzer Zeit auf diese Temperatur vor, wodurch ,der Lösungsvorgang im einlaufenden al.uminogenetischien Eisen nachdem Abistich wesentlich: ,beschleunigt und erleichtert wird. Dü,e Vorteile dieses Verfahrens sind eindeutig.
• r. Der Stauzusatz kommt mit der Schlacke nicht in Berührung, ,so, ,daß er sich restlos mit ,dien Thermiteisen desoxydierend und'legierend umsetzen kann:.
• 2. Ung enchmäß,igkriten bei der Reaktion: der Thermitmasse haben keinerlei Einflut auf das Einbrin6#xn:,d'es Stemousatzes in das alumdnogenethische Eisen, so daß eine stets, gleichbleibende Qualität ,des Thermiteisens anfällt.
• 3. Die Stahlzusätze beteiligen sich nicht an der aluminothermischen Umsetzung, wodurch erhebliche Verluste ,durch Verschlackung vermieden i werden. Infolgiedlessen kann: :die Menge dier Stahlzusätze erheblich herabgesetzt werden, was im H:inbEck auf ,die wirtschaftliche Auswertung besonders wertvoller Zusatzmetalle, wie z. B. Vanadüium und Titan, von erheblicher Bedeutung ist.
• Im Rahmen; ;des erfindungsg !mäßen Verfahrens ,können mit Vorteil neben Kohlenstoff als. stahlvergütende Zusätze rostbesondere Mangan, Siiaicium, Vanadiurn, Titan, Chrom, Wolfram, Modybidän, Nickel, einzeln oder zu mehreren, am besten in. Gestalt ihrer Ferrolegierungen, verwendet werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Verfahren zur Bieiigabe von stahlbiIdenden und stahlvergütenden Metallen und/oder Metalloiden in das sich bei der aluminothermischen Umsetzung bildende Eisen, insbesondere zur Schienens,chweißung, dadurch gekennzeichnet, idaß ;dieise Metalle jund'/oder Metaldoide in einer Aius,sparung (im oberen Teil oder auf dem Bo.-.den edier ,den zu verschweißenden Werkstoff umgebenden: Giießform untergebracht werden. a. Verfahren nach Anspruch r, .dadurch gekennzeichnet, @diaß neben Kohlenstoff als stahlvergütende Zusätze Mangan, Silicium, Vanadium, Titan, Chrom, Wolfram, Molybdän, Nickel, einzeln oder zu mehreren, am besten in Gestalt ihrer Ferrolegierungen, verwendet werden. Angezogene Druckschriften.: Deutsche Patentschrift Nr. 544 447.